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DE102004009821A1 - Method of operating a steering system with configuration of useful applications - Google Patents

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DE102004009821A1
DE102004009821A1 DE200410009821 DE102004009821A DE102004009821A1 DE 102004009821 A1 DE102004009821 A1 DE 102004009821A1 DE 200410009821 DE200410009821 DE 200410009821 DE 102004009821 A DE102004009821 A DE 102004009821A DE 102004009821 A1 DE102004009821 A1 DE 102004009821A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steering
control unit
vehicle
movement
actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200410009821
Other languages
German (de)
Inventor
Wolfgang Dr. Reinelt
Willy Klier
Wolfgang Schuster
Reinhard Grossheim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Original Assignee
ZF Lenksysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Lenksysteme GmbH filed Critical ZF Lenksysteme GmbH
Priority to DE200410009821 priority Critical patent/DE102004009821A1/en
Priority to DE200550002367 priority patent/DE502005002367D1/en
Priority to EP20050001778 priority patent/EP1568575B1/en
Publication of DE102004009821A1 publication Critical patent/DE102004009821A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/049Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures detecting sensor failures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/02Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to vehicle speed

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Ein Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem lenkbaren Rad, einem Stellantrieb und einem Überlagerungsgetriebe, wobei durch das Überlagerungsgetriebe die durch den Fahrer des Fahrzeugs initiierte Lenkbewegung und die durch den Stellantrieb initiierte Bewegung zur Erzeugung der Lenkbewegung des lenkbaren Rades zur Realisierung von Nutzanwendungen in einen Ritzelwinkel überlagert werden, wobei der Stellantrieb zur Initiierung der Bewegung durch ein Steuersignal eines Steuergeräts angesteuert wird und das Steuergerät zur Ermittlung des Steuersignals den Lenkradwinkel, den Ritzelwinkl und weitere fahrzeugspezifische Parameter, insbesondere eine Fahrzeuggeschwindigkeit, als Eingangssignale erhält. Eingangssignale des Steuergeräts werden, insbesondere mittels Sicherheitsfunktionen eines Sicherheitsüberwachungsverfahrens, auf Plausibilität überprüft und anhand der Ergebnisse die Nutzanwendungen des Lenksystems konfiguriert.A method for operating a steering system for a motor vehicle with at least one steerable wheel, an actuator and a superposition gearbox, wherein by the superposition gear initiated by the driver of the vehicle steering movement and initiated by the actuator movement for generating the steering movement of the steerable wheel for the realization of Useful applications are superimposed on a pinion angle, wherein the actuator is driven to initiate the movement by a control signal of a control unit and the control unit for determining the control signal receives the steering wheel angle, the pinion angle and other vehicle-specific parameters, in particular a vehicle speed, as input signals. Input signals of the control unit are checked for plausibility, in particular by means of safety functions of a safety monitoring method, and the useful applications of the steering system are configured on the basis of the results.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The The invention relates to a method for operating a steering system according to the preamble of claim 1.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 197 51 125 A1 bekannt. Dabei werden die vom Fahrer durch ein Lenkrad aufgebrachten Lenkbewegungen, der durch einen Sensor erfasste Lenkradwinkel, mittels eines Überlagerungsgetriebe mit den Bewegungen des Stellantriebes, dem Motorwinkel, überlagert. Die so entstandene überlagerte Bewegung wird über das Lenkgetriebe bzw. das Lenkgestänge an die lenkbar ausgelegten Räder zur Einstellung des Lenkwinkels weitergeleitet. Hierbei ist der Stellantrieb als Elektromotor ausgelegt. Das Funktionsprinzip bzw. die Nutzanwendungen eines solchen Servolenksystems bestehen insbesondere darin, dass die Lenkung durch die Übersetzung des Überlagerungsgetriebes indirekt ausgeführt werden kann und damit geringe Lenkradmomente erreicht werden können. Dadurch bedingte, sehr große Lenkradwinkel werden vermieden, indem geeignete Motorwinkel überlagert werden, so dass mit Lenkradwinkeln üblicher Größe erforderliche Ausgangswinkel eingestellt werden können. Der zur Lenkunterstützung erforderliche Motorwinkel bzw. sein Sollwert wird aus dem Lenkradwinkel bestimmt. Darüber hinaus kann der Motorwinkel auch abhängig sein von Signalen welche die durch Sensoren und/oder andere Fahrzeugsysteme, wie z. B. ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) erfassten Fahrzeugbewegungen repräsentieren. Dies erfolgt durch ein Steuergerät, auf welchem die für die Bestimmung der erforderlichen Motorwinkel bzw. die für die Steuerung der Nutzanwendungen erforderlichen Programme ausgeführt werden.A generic method is from the DE 197 51 125 A1 known. In this case, the steering movements applied by the driver through a steering wheel, the steering wheel angle detected by a sensor, are superimposed by means of an overlay gear with the movements of the actuator, the motor angle. The resulting superimposed movement is forwarded via the steering gear or the steering linkage to the steerable designed wheels for adjusting the steering angle. Here, the actuator is designed as an electric motor. The operating principle or the useful applications of such a power steering system are, in particular, that the steering can be performed indirectly by the translation of the superposition gearing and thus low steering wheel torque can be achieved. As a result, very large steering wheel angles are avoided by superimposing suitable motor angles so that output angles required with steering wheel angles of conventional size can be set. The required for steering assistance motor angle or its target value is determined from the steering wheel angle. In addition, the motor angle may also be dependent on signals which by sensors and / or other vehicle systems, such as. B. represent an electronic stability program (ESP) detected vehicle movements. This is done by a control unit, on which the programs necessary for the determination of the required motor angles or for the control of the useful applications are executed.

Aufgrund der Sicherheitsanforderungen an ein derartiges Lenksystem, ist ein Sicherheitskonzept mit Sicherheits- und Diagnosefunktionen, insbesondere um zufällige Fehler in der Sensorik, dem Steuergerät selbst oder der Aktuatorik zu entdecken und geeignet zu reagieren, d. h. beispielsweise die Nutzanwendungen, insbesondere die variable Lenkübersetzung geeignet zu schalten und/oder entsprechende Ersatzmodi zu starten, unerlässlich. Die Eingangssignale des Steuergeräts werden auf Plausibilität geprüft. Beispielsweise wäre es nachteilig ein verfälschtes Geschwindigkeitssignal zu akzeptieren, da die variable Lenkübersetzung geschwindigkeitsabhängig variiert wird.by virtue of the safety requirements for such a steering system, is a Safety concept with safety and diagnostic functions, in particular around random Errors in the sensors, the control unit itself or the actuators to discover and react appropriately, d. H. for example the Useful applications, in particular the variable steering ratio suitable to switch and / or start appropriate replacement modes, essential. The input signals of the control unit are checked for plausibility. For example would it be adversely an adulterated Speed signal to accept, because the variable steering ratio depending on speed is varied.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems, der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches eine hohe Sicherheit durch zuverlässiges Schalten der Nutzanwendungen gewährleistet.Of the The present invention is therefore based on the object, a method to provide for the operation of a steering system, of the type mentioned, which high security through reliable switching of the application guaranteed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gelöst.According to the invention this Problem solved by the characterizing part of claim 1.

Durch diese Maßnahmen wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems in vorteilhafter Weise erweitert. Dabei wird die Plausibilität der Eingabedaten des Steuergeräts mittels geeigneter Sicherheitsfunktionen laufend überwacht und aufgrund der Überwachung die Nutzanwendungen (z. B. die variable Lenkübersetzung) konfiguriert also entsprechend geschaltet. Demzufolge wird sowohl eine Rückfallebene der Nutzanwendungen (Lenkassistenzfunktionen) bei fehlerhaften Eingangssignalen als auch ein Wiedereintritt in deren normale Betriebsmodi (alle Eingänge können wieder verwendet werden) geschaffen. Insbesondere wird dadurch die Verfügbarkeit des Lenksystems erhöht.By these measures becomes the method according to the invention extended to operate a steering system in an advantageous manner. This is the plausibility the input data of the controller continuously monitored by means of suitable safety functions and because of the surveillance the payload applications (eg variable steering ratio) are configured switched accordingly. As a result, both a fallback level of the useful applications (steering assistance functions) for faulty input signals as well as a re-entry into their normal operating modes (all inputs can reused). In particular, this is the Availability of the steering system increases.

Vorteilhaft ist es, wenn zur Konfiguration der Nutzanwendungen Ersatzmodi und Umschaltbedingungen vorgegeben werden.Advantageous It is when to configure the utility replacement modes and Switching conditions are specified.

Falls beispielsweise keine verlässlichen Daten hinsichtlich der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs existieren, also demnach eine Umschaltbedingung gegeben ist, müssen geeignete Ersatzmodi für die variable Lenkübersetzung geschaltet werden. Da insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten ein zu niedriges Lenkradmoment oder eine zu direkte Übersetzung nachteilig sein kann (z. B. bei der Autobahnfahrt).If for example, no reliable Data regarding the speed of the motor vehicle exist, Thus, if there is a switchover condition, appropriate Replacement modes for the variable steering ratio be switched. Especially at higher speeds be too low steering wheel torque or too direct translation disadvantageous can (eg when driving on the highway).

Die Vorgabe der Ersatzmodi und Umschaltbedingungen werden in vorteilhafter Weise durch ein Statusmaschine implementiert.The Presetting the replacement modes and switching conditions are in more advantageous Way implemented by a state machine.

Als Nutzanwendung kommt eine variable Lenkübersetzung in Betracht. Des weiteren sind selbstverständlich auch andere Nutzanwendungen denkbar.When Nutzanwendung is a variable steering ratio into consideration. Of others are obvious Other uses conceivable.

In einer verfahrensgemäßen Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass die variable Lenkübersetzung wenigstens anhand der Eingabedaten Lenkradwinkel, Ritzelwinkel und Fahrzeuggeschwindigkeit konfiguriert wird.In a procedural embodiment of the Invention may also be provided that the variable steering ratio at least based on the input data steering wheel angle, pinion angle and Vehicle speed is configured.

Somit sind die wesentlichen sicherheitsrelevanten Eingangsdaten der variablen Lenkübersetzung in die Konfiguration miteinbezogen, wodurch eine hohe Sicherheit erzielt wird.Consequently are the essential safety-related input data of the variable steering ratio involved in the configuration, ensuring high security is achieved.

Vorteilhaft ist, wenn bei Vorliegen eines fehlerhaften Eingangssignals ein vordefiniertes stetiges Ersatzsignal verwendet wird und/oder bei erneut plausibel gewordenem Eingangssignal auf dieses wieder stetig umgeschaltet wird.Advantageous is, if in the presence of a faulty input signal, a predefined steady replacement signal is used and / or again plausible been switched input signal to this again steadily becomes.

Unstetigkeiten bei den einzustellenden Soll-Motorwinkeln können dadurch vermieden werden. Sichere vordefinierte Ersatzsignale werden für die fehlerhaften Signale stetig bzw. glatt angefahren und andersherum werden bei erneuter Plausibilität der aktuellen Eingangssignale, diese ebenfalls erneut glatt angefahren. Dazu könnten im Vorfeld stetige Sollwerte für die Motorregelung erzeugt werden, auf welche dann entsprechend zurückgegriffen wird.Discontinuities in the set target engine angles can be avoided by who the. Safe predefined substitute signals are approached steadily or smoothly for the erroneous signals, and conversely, if the current input signals are plausible again, they are also smoothly approached again. For this purpose, steady setpoint values for the motor control could be generated in advance, to which then appropriate recourse is made.

Nachfolgend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung prinzipmäßig beschrieben.following is an embodiment of the invention with reference to the drawing described in principle.

Es zeigen:It demonstrate:

1 und 2 ein Schema des Lenksystems nach dem Stand der Technik, von dem die Erfindung im Ausführungsbeispiel ausgeht; und 1 and 2 a schematic of the steering system according to the prior art, from which the invention proceeds in the embodiment; and

3 ein Schema einer Statusmaschine zur Konfiguration einer variablen Lenkübersetzung. 3 a schematic of a state machine for configuring a variable steering ratio.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt werden. Dabei wird beispielhaft von einer eingangs erwähnten Überlagerungslenkung ausgegangen.in the The following is intended to illustrate the invention with reference to an embodiment become. This is exemplified by an overlay steering mentioned above went out.

Die 1 bzw. 2 zeigt mit den Bezugszeichen 11 bzw. 21 ein von dem Fahrer des Fahrzeugs betätigbares Lenkrad. Durch die Betätigung des Lenkrades 11 bzw. 21 wird einem Überlagerungsgetriebe 12 bzw. 22 über eine Verbindung 101 ein Lenkradwinkel δS zugeführt. Gleichzeitig wird dem Überlagerungsgetriebe 12 bzw. 22 über eine Verbindung 104 ein Motorwinkel δM eines Stellantriebes 13 bzw. 23 zugeleitet, wobei der Stellantrieb als Elektromotor ausgebildet sein kann. Ausgangsseitig des Überlagerungsgetriebes 12 bzw. 22 wird die überlagerte Bewegung bzw. der Ritzelwinkel δG über eine Verbindung 102, 103 einem Lenkgetriebe 14 bzw. 24 zugeführt, das wiederum über ein Lenkgestänge 16 entsprechend der überlagerten Bewegung bzw. dem Gesamtwinkel δG lenkbare Räder 15a und 15b mit einem Lenkwinkel δFm beaufschlagt. Die mechanische Übersetzung des Überlagerungsgetriebes 12 bzw. 22 für δM = 0 ist mit iÜ = δGS und die mechanische Übersetzung des Lenkgetriebes 14 bzw. 24 mit dem Bezugszeichen iL bezeichnet.The 1 respectively. 2 shows by the reference numerals 11 respectively. 21 an operable by the driver of the vehicle steering wheel. By the operation of the steering wheel 11 respectively. 21 becomes a superposition gearbox 12 respectively. 22 over a connection 101 a steering wheel angle δ S supplied. At the same time the superposition gearbox 12 respectively. 22 over a connection 104 a motor angle δ M of an actuator 13 respectively. 23 supplied, wherein the actuator may be designed as an electric motor. Output side of the superposition gearbox 12 respectively. 22 becomes the superimposed motion or the pinion angle δ G via a connection 102 . 103 a steering gear 14 respectively. 24 fed in turn via a steering linkage 16 according to the superimposed motion or the total angle δ G steerable wheels 15a and 15b with a steering angle δ Fm acted upon. The mechanical translation of the superposition gearbox 12 respectively. 22 for δ M = 0 with i Ü = δ G / δ S and the mechanical transmission of the steering gear 14 respectively. 24 denoted by the reference i L.

Auf die lenkbar ausgelegten Räder 15a und 15b wirkt ein von der Straße beeinflusstes Reaktionsmoment MV. In der 2 sind weiterhin Sensoren 26 und 28 zu sehen, wobei der Sensor 28 den Lenkradwinkel δS detektiert und einem Steuergerät 27 zuführt, während mit dem Bezugszeichen 26 Sensoren gekennzeichnet sind, die die Bewegungen des Fahrzeugs (bspw. Gierbewegungen, Querbeschleunigung, Raddrehzahlen, Fahrzeuggeschwindigkeit vX, usw.) detektieren und entsprechende Signale dem Steuergerät 27 zuführen. Das Steuergerät 27 ermittelt, abhängig vom erfassten Lenkradwinkel δS und ggf. abhängig von den Fahrzeugbewegungen eine Stellgröße u zur Ansteuerung des Stellantriebs 13 bzw. 23 zur Realisierung von Nutzanwendungen (z. B. variable Lenkübersetzung). Die Signale der Sensoren 26 können auch einem CAN-Bussystem des Fahrzeugs entnommen werden.On the steerable designed wheels 15a and 15b acts a influenced by the road reaction moment M V. In the 2 are still sensors 26 and 28 to see, with the sensor 28 the steering wheel angle δ S detected and a control unit 27 feeds while with the reference numeral 26 Sensors are detected, which detect the movements of the vehicle (eg yawing, lateral acceleration, wheel speeds, vehicle speed v X , etc.) and corresponding signals to the control unit 27 respectively. The control unit 27 determined, depending on the detected steering wheel angle δ S and possibly depending on the vehicle movements a manipulated variable u to control the actuator 13 respectively. 23 for the realization of useful applications (eg variable steering ratio). The signals of the sensors 26 can also be taken from a CAN bus system of the vehicle.

Zwischen den in den 1 bzw. 2 dargestellten Winkeln und Drehmomenten gelten die bekannten Zusammenhänge (iL() ist eine nichtlineare Funktion): iLFm) = [δS/iÜ + δM] (1)und ML = MV/(iL·iÜ) (2) Between the in the 1 respectively. 2 represented angles and torques apply the known relationships (i L () is a non-linear function): i L fm ) = [δ S / i Ü + δ M ] (1) and M L = M V / (I L · i Ü ) (2)

Eine Servolenkfunktion wird durch das in den 1 und 2 gezeigte Lenksystem dadurch erreicht, dass durch eine große Gesamtübersetzung (iL·iÜ), d. h. durch eine sehr indirekte Lenkung, das Lenkradmoment ML reduziert wird. Dem Lenkradwinkel δS wird ein Motorwinkel δM nach der o. g. Gleichung 1 überlagert, so dass ein gewünschter Vorderradwinkel δFm mit einem nicht zu großen Lenkradwinkel δS eingestellt werden kann. Dabei können durch eine geeignete Ansteuerung des Motors Zusammenhänge zwischen dem Lenkradwinkel δS und dem Lenkwinkel δFm realisiert werden, die auch vom Fahrzustand, beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit vX oder dem Lenkradwinkel δS, abhängen können.A power steering function is by the in the 1 and 2 shown steering system achieved in that by a large overall ratio (i L · i Ü ), ie by a very indirect steering, the steering wheel torque M L is reduced. The steering wheel angle δ S is superimposed on a motor angle δ M according to the above equation 1, so that a desired front wheel angle δ Fm can be adjusted with a not too large steering wheel angle δ S. In this case, connections between the steering wheel angle δ S and the steering angle δ Fm can be realized by a suitable control of the engine, which can also depend on the driving state, for example the vehicle speed v X or the steering wheel angle δ S.

Nach der o. g. Gleichung 2 ist das Lenkradmoment ML nur von dem Reaktionsmoment MV an den lenkbaren Rädern abhängig und somit durch den Motoreingriff nicht beeinflussbar. Hierdurch ergibt sich das schon erwähnte Problem, dass durch die Wahl eines konstanten Übersetzungsverhältnisses des Lenkgetriebes kein für alle Fahrzustände akzeptables Lenkradmoment bzw. Lenkgefühl erreicht werden kann. Insbesondere darf das Lenkradmoment ML bei großen Lenkwinkeln im Stand nicht zu groß werden, während es bei Fahrten mit hoher Geschwindigkeit nicht zu klein werden darf.According to the above equation 2, the steering wheel torque M L is only dependent on the reaction torque M V at the steerable wheels and thus can not be influenced by the engine intervention. This results in the already mentioned problem that can not be achieved for all driving conditions acceptable steering wheel torque or steering feel by choosing a constant ratio of the steering gear. In particular, the steering wheel torque M L should not be too large in the stand at large steering angles, while it may not be too small when driving at high speed.

Aufgrund der dadurch bedingten Sicherheitsanforderungen an das Lenksystem, ist ein Sicherheitskonzept mit Sicherheits- und Diagnosefunktionen, insbesondere, um zufällige Fehler in der Sensoren 26, 28, dem Steuerge rät 27 selbst oder der Aktuatorik zu entdecken und geeignet zu reagieren, d. h. beispielsweise die Nutzanwendungen, insbesondere die variable Lenkübersetzung geeignet zu schalten und/oder entsprechende Ersatzmodi zu starten, unerlässlich. Die Eingangssignale des Steuergeräts 27, insbesondere δS und die fahrzeugspezifischen Daten der Sensoren 26, werden auf Plausibilität geprüft. Beispielsweise wäre es nachteilig, ein falsches Geschwindigkeitssignal vX des Fahrzeugs zu akzeptieren, da die variable Lenkübersetzung geschwindigkeitsabhängig variiert wird.Due to the resulting safety requirements for the steering system, is a safety concept with safety and diagnostic functions, in particular, to random errors in the sensors 26 . 28 , the Steuerge advises 27 itself or the actuators to detect and respond appropriately, ie, for example, the useful applications, in particular the variable steering ratio suitable to switch and / or to start appropriate replacement modes, essential. The input signals of the controller 27 , in particular δ S and the vehicle-specific data of the sensors 26 , are checked for plausibility. For example, it would be disadvantageous to have a wrong Ge speed signal v X of the vehicle to accept, since the variable steering ratio is varied depending on the speed.

In 3 ist eine Statusmaschine mit Zuständen und Transitionen zur Konfiguration einer variablen Lenkübersetzung, d. h. um diese geeignet zu schalten und in entsprechende Ersatzmodi/-zustände zu überführen, dargestellt. Diese wird von einem als Computerprogramm auf dem Steuergerät 27 implementierten Verfahren zum Betrieb des Lenksystems im Rahmen eines Sicherheitsüberwachungsverfahrens eingesetzt.In 3 is a state machine with states and transitions for the configuration of a variable steering ratio, ie to switch these suitable and to transfer to corresponding alternative modes / states shown. This is called a computer program on the control unit 27 Implemented method used to operate the steering system as part of a safety monitoring process.

Darin werden neben den Standardzuständen "off" (Aus), "reset" (Wiederherstellen) und "nominal" (Standard) noch weitere definiert. Der Nominalzustand "nominal" verwendet als Eingangssignale den Lenkradwinkel δS, den Ritzelwinkel δG und die Fahrzeuggeschwindigkeit vX. Falls eines oder mehrere dieser Eingangssignale fehlerhaft ist/sind (über Sicherheitsfunktionen feststellbar), werden geeignete Alternativzustände geschaltet. Diese sind "ohne δS", "ohne δG", "ohne vX" und "ohne δG und vX". Zusätzlich ist, wie aus 3 ersichtlich, ein "constant"-Zustand für Entwicklungszwecke vorgesehen.In addition to the standard states "off", "reset" and "nominal" (default), more are defined. The nominal state "nominal" uses as inputs the steering wheel angle δ S , the pinion angle δ G and the vehicle speed v X. If one or more of these input signals is / are faulty (can be detected via safety functions), suitable alternative states are switched. These are "without δ S ", "without δ G ", "without v X " and "without δ G and v X ". In addition, how is out 3 As can be seen, a "constant" state is provided for development purposes.

Falls mehrere Fehler gleichzeitig auftreten sollten, wird der Fehlerzustand "ohne δS" als am relevantesten eingestuft und mit der höchsten Priorität versehen, da dann noch nicht einmal bekannt ist, in welche Richtung der Fahrer überhaupt lenken möchte.If several errors should occur at the same time, the error state "without δ S " is classified as most relevant and given the highest priority, because then it is not even known in which direction the driver would like to steer at all.

Die Initialisierung der Statusmaschine erfolgt immer am Eingang.The Initialization of the state machine always takes place at the entrance.

A-Transitionen A1 bis A3 bezeichnen die Standardroute vom Eingang über "reset" nach "nominal" und schließlich zu "off". B-Transitionen B1 bis B5 beschreiben ein Umschalten in den Entwicklungsmodus "constant" und zurück. C-Transitionen C1 bis C3 degradieren den "nominal"-Zustand während D-Transitionen D1 bis D5 zwischen verschiedenen Fehlerzuständen umschalten. E-Transitionen E1 bis E4 überführen die Fehlerzustände "ohne δS", "ohne δG", "ohne vX" und "ohne δG und vX" schließlich wieder in den "reset"-Modus.A-Transitions A1 to A3 indicate the default route from input via "reset" to "nominal" and finally to "off". B-Transitions B1 to B5 describe a switch to the development mode "constant" and back. C-transitions C1 to C3 degrade the "nominal" state while D-transitions D1 to D5 switch between different fault states. E-transitions E1 to E4 finally return the error states "without δ S ", "without δ G ", "without v X " and "without δ G and v X " to the "reset" mode.

Die Transitionen werden bei den nachfolgenden Bedingungen geschaltet:

  • – A1: Die Funktion (variable Lenkübersetzung) wurde nicht durch eine übergeordnete Statusmaschine ausgeschaltet;
  • – A2: immer;
  • – A3: Die Funktion wurde durch eine übergeordnete Statusmaschine ausgeschaltet;
  • – B1: Die Funktion wurde durch eine übergeordnete Statusmaschine in den "constant"-Modus geschaltet;
  • – B2: Die Funktion wurde durch eine übergeordnete Statusmaschine geschaltet und alle drei Signalzustände δS, δG und vX sind in Ordnung;
  • – B3: Die Funktion wurde durch eine übergeordnete Statusmaschine geschaltet und der Signalzustand δS ist in Ordnung;
  • – B4: Die Funktion wurde durch eine übergeordnete Statusmaschine geschaltet und der Signalzustand δG ist in Ordnung;
  • – B5: Die Funktion wurde durch eine übergeordnete Statusmaschine geschaltet und der Signalzustand vX ist in Ordnung;
  • – C1: Signalzustand δS ist nicht in Ordnung;
  • – C2: Signalzustand vX ist nicht in Ordnung;
  • – C3: Signalzustand δG ist nicht in Ordnung;
  • – D1: Signalzustand δS ist nicht in Ordnung;
  • – D2: Signalzustand δG ist nicht in Ordnung;
  • – D3: Signalzustand δS ist nicht in Ordnung;
  • – D4: Signalzustand vX ist nicht in Ordnung;
  • – D5: Signalzustand δS ist nicht in Ordnung;
  • – E1: alle drei Signalzustände δS, δG und vX sind in Ordnung;
  • – E2: alle drei Signalzustände δS, δG und vX sind in Ordnung;
  • – E3: alle drei Signalzustände δS, δG und vX sind in Ordnung; und
  • – E4: alle drei Signalzustände δS, δG und vX sind in Ordnung.
The transitions will be delivered under the following conditions:
  • A1: the function (variable steering ratio) has not been switched off by a superordinate state machine;
  • - A2: always;
  • A3: The function was switched off by a higher-level status machine;
  • B1: The function was switched to the "constant" mode by a superordinate state machine;
  • B2: The function was switched by a higher-level state machine and all three signal states δ S , δ G and v X are in order;
  • B3: The function has been switched by a superordinate state machine and the signal state δ S is in order;
  • B4: the function has been switched by a superordinate state machine and the signal state δ G is in order;
  • B5: The function was switched by a higher-level state machine and the signal state v X is OK;
  • C1: signal state δ S is not correct;
  • - C2: signal state v X is out of order;
  • - C3: signal state δ G is out of order;
  • D1: signal state δ S is not correct;
  • - D2: signal state δ G is out of order;
  • - D3: signal state δ S is out of order;
  • - D4: signal state v X is out of order;
  • - D5: signal state δ S is not correct;
  • E1: all three signal states δ S , δ G and v X are OK;
  • - E2: all three signal states δ S , δ G and v X are OK;
  • E3: all three signal states δ S , δ G and v X are OK; and
  • - E4: all three signal states δ S , δ G and v X are OK.

Transition B1 hat Priorität gegenüber A2. A1 > C1 > C2 > C3 lautet die Prioritäten, wenn der "nominal"- Zustand verlassen wird. B3 > B4 > B5 lauten die Prioritäten, wenn der "constant"-Zustand verlassen wird (die verbleibenden Bedingungen schließen sich gegenseitig aus). Die Transition D1 hat Priorität gegenüber D2. Die Transition D3 hat Priorität gegenüber D4 (E2 ist von diesen unabhängig).transition B1 has priority across from A2. A1> C1> C2> C3 is the priority when the "nominal" state is left. B3> B4> B5 are the priorities when leave the "constant" state (the remaining conditions are mutually exclusive). The transition D1 has priority over D2. The transition D3 has priority across from D4 (E2 is independent of these).

In weiteren Ausführungsbeispielen könnten auch Alternativzustände wie "niedrige Bordnetzspannung", "ohne Gierrate", "ohne Längsbeschleunigung" und/oder "ohne Querbeschleunigung" nebst zugehörigen Transitionen in der Statusmaschine berücksichtigt werden, sofern diese Eingangssignale relevant wären.In further embodiments could also Alternatively states such as "low vehicle electrical system voltage", "without yaw rate", "without longitudinal acceleration" and / or "without lateral acceleration" along with associated transitions considered in the state machine if these input signals are relevant.

Ebenfalls könnte in einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass bei Vorliegen eines fehlerhaften Eingangssignals ein vordefiniertes stetiges Ersatzsignal verwendet wird und/oder bei erneut plausibel gewordenem Eingangssignal auf dieses wieder stetig umgeschaltet wird. Dadurch werden Unstetigkeiten bei den einzustellenden Soll-Motorwinkeln vermieden. Sichere vordefinierte Ersatzsignale werden für die fehlerhaften Signale glatt angefahren und andersherum werden bei erneuter Plausibilität der aktuellen Eingangssignale, diese ebenfalls erneut glatt angefahren. Dazu könnten im Vorfeld stetige Sollwerte für die Motorregelung erzeugt werden, auf welche dann entsprechend zurückgegriffen wird.Also could in a further embodiment be provided that in the presence of a faulty input signal a predefined steady replacement signal is used and / or with again become plausible input signal on this again is switched constantly. As a result, discontinuities in the To be set target engine angles avoided. Safe predefined Replacement signals are for the faulty signals are smoothly approached and vice versa with renewed plausibility the current input signals, these also started again smoothly. Could do this in advance, steady setpoints for the motor control are generated, which then resorted to accordingly becomes.

1111
Lenkradsteering wheel
1212
ÜberlagerungsgetriebeSuperposition gear
1313
Stellantriebactuator
1414
Lenkgetriebesteering gear
15a15a
Räderbikes
15b15b
Räderbikes
1616
Lenkgestängesteering linkage
2121
Lenkradsteering wheel
2222
ÜberlagerungsgetriebeSuperposition gear
2323
Stellantriebactuator
2424
Lenkgetriebesteering gear
2525
2626
Sensorensensors
2727
Steuergerätcontrol unit
2828
Sensorensensors
101101
Verbindungconnection
102102
Verbindungconnection
103103
Verbindungconnection
104104
Verbindungconnection
δS δ S
Lenkradwinkelsteering wheel angle
δM δ M
Motorwinkelmotor angle
δG δ G
Ritzelwinkelpinion angle
δFm δ Fm
Lenkwinkelsteering angle
vX v X
Fahrzeuggeschwindigkeitvehicle speed
iü i ü
mech. Übersetzung des Überlagerungsgetriebesmech. translation of the superposition gearbox
iL i L
mech. Übersetzung des Lenkgetriebesmech. translation of the steering gear
MV M V
ReaktionsmomentKickback
ML M L
Lenkradmomentsteering wheel torque
A1-A3A1-A3
Transitionentransitions
B1-B5B1-B5
Transitionentransitions
C1-C3C1-C3
Transitionentransitions
D1-D5D1-D5
Transitionentransitions
E1-E4E1-E4
Transitionentransitions
"off""Off"
Aus-ZustandOff state
"reset""Reset"
Wiederherstellen-ZustandRestore state
"nominal""nominal"
Standardzustandstandard state
"constant""Constant"
Entwicklungszustanddevelopmental state
"ohne δG""without δ G "
Zustand "ohne Ritzelwinkel"Condition "without pinion angle"
"ohne δS""without δ S "
Zustand "ohne Lenkradwinkel"Condition "without steering wheel angle"
"ohne vX""without v X "
Zustand "ohne Fahrzeuggeschwindigkeit"Condition "without vehicle speed"
"ohne δS und vX""without δ S and v X "
Zustand "ohne Lenkradwinkel und Fahrzeuggeschwindigkeit"Condition "without steering wheel angle and Vehicle speed "

Claims (8)

Verfahren zum Betrieb eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem lenkbaren Rad (15), einem Stellantrieb (13;23) und einem Überlagerungsgetriebe (12;22), wobei durch das Überlagerungsgetriebe (12;22) die durch den Fahrer des Fahrzeugs initiierte Lenkbewegung (δS) und die durch den Stellantrieb (13;23) initiierte Bewegung (δM) zur Erzeugung der Lenkbewegung des lenkbaren Rades (δFm) zur Realisierung von Nutzanwendungen in einen Ritzelwinkel (δG) überlagert werden, wobei – der Stellantrieb (13;23) zur Initiierung der Bewegung (δM) durch ein Steuersignal (u) eines Steuergeräts (27) angesteuert wird und – das Steuergerät (27) zur Ermittlung des Steuersignals (u) den Lenkradwinkel (δS), den Ritzelwinkel (δG) und weitere fahrzeugspezifische Parameter, insbesondere eine Fahrzeuggeschwindigkeit (vX) als Eingangssignale erhält, dadurch gekennzeichnet , dass die Eingangssignale (vXGS) des Steuergeräts (27), insbesondere mittels Sicherheitsfunktionen eines Sicherheitsüberwachungsverfahrens, auf Plau sibilität überprüft werden und anhand der Ergebnisse die Nutzanwendungen des Lenksystems konfiguriert werden.Method for operating a steering system for a motor vehicle with at least one steerable wheel ( 15 ), an actuator ( 13 ; 23 ) and a superposition gear ( 12 ; 22 ), whereby by the superposition gear ( 12 ; 22 ) initiated by the driver of the vehicle steering movement (δ S ) and by the actuator ( 13 ; 23 ) initiated movement (δ M ) for generating the steering movement of the steerable wheel (δ Fm ) for the realization of useful applications in a pinion angle (δ G ) are superimposed, wherein - the actuator ( 13 ; 23 ) for initiating the movement (δ M ) by a control signal (u) of a control unit ( 27 ) is controlled and - the control unit ( 27 ) for determining the control signal (u) receives the steering wheel angle (δ S ), the pinion angle (δ G ) and further vehicle-specific parameters, in particular a vehicle speed (v X ) as input signals, characterized in that the input signals (v X , δ G , δ S ) of the control unit ( 27 ), in particular by means of safety functions of a safety monitoring system, are checked for plausibility and the results are used to configure the useful applications of the steering system. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Konfiguration der Nutzanwendungen Ersatzmodi und Umschaltbedingungen vorgegeben werden.Method according to claim 1, characterized in that for the configuration of the payload applications, replacement modes and switchover conditions be specified. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgabe der Ersatzmodi und Umschaltbedingungen durch ein Statusmaschine implementiert wird.Method according to claim 2, characterized in that that the specification of the replacement modes and switching conditions by a State machine is implemented. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Nutzanwendung eine variable Lenkübersetzung eingesetzt wird.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized that as a Nutzanwendung a variable steering ratio is used. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die variable Lenkübersetzung wenigstens anhand der Eingangssignale Lenkradwinkel (δS), Ritzelwinkel (δG) und Fahrzeuggeschwindigkeit (vX) konfiguriert wird.A method according to claim 4, characterized in that the variable steering ratio is at least on the basis of the input signals steering wheel angle (δ S ), pinion angle (δ G ) and vehicle speed (v X ) is configured. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines fehlerhaften Eingangssignals ein vordefiniertes stetiges Ersatzsignal verwendet wird und/oder bei erneut plausibel gewordenem Eingangssignal auf dieses wieder stetig umgeschaltet wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in the presence of a faulty input signal, a predefined steady replacement signal is used and / or again plausible been switched input signal to this again steadily becomes. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn dass Programm auf einem Computer insbesondere auf dem Steuergerät (27) des Lenksystems ausgeführt wird.Computer program with program code means for carrying out a method according to one of Claims 1 to 6, if the program is stored on a computer, in particular on the control unit ( 27 ) of the steering system is executed. Steuergerät (27) für ein Lenksystem zur Ausführung eines Computerprogramms gemäß Anspruch 7.Control unit ( 27 ) for a steering system for executing a computer program according to claim 7.
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